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文檔簡介
1、近來在非線性光學(xué)中對(duì)受激布里淵散射和受激拉曼散射的研究已成為非常重要的課題。受激布里淵散射(SBS)和受激拉曼散射(SRS)是兩種相類似的受激散射過程。受激拉曼散射作為一種典型的受激散射,和受激布里淵散射共同競爭泵浦激光的能量,競爭的結(jié)果與作用介質(zhì)的參數(shù)、入射激光光譜性質(zhì)有關(guān)。就液體材料而言,在單縱模激光泵浦下,受激布里淵散射因其極大的穩(wěn)態(tài)增益極易在競爭中占據(jù)絕對(duì)優(yōu)勢,而受激拉曼散射卻被極大的抑制。然而最近的一些研究表明,隨著激光能量的
2、增強(qiáng),液體水中的受激布里淵散射雖然占據(jù)主導(dǎo)地位,背向受激拉曼散射卻開始呈指數(shù)上升的勢頭,他們之間不僅存在相互競爭,而且他們之間還存在共生關(guān)系。本文研究了水的衰減系數(shù)和有效增益長度對(duì)受激布里淵散射及受激拉曼散射之間共生關(guān)系的影響。
實(shí)驗(yàn)通過打開和關(guān)閉激光器上的激光種子開關(guān)可獲得線寬寬帶為30GHz,窄帶為90MHz的激光,通過調(diào)節(jié)激光器放大和振蕩級(jí)之間的延時(shí)來改變激光器輸出的能量。實(shí)驗(yàn)選用5種不同衰減系數(shù)的水,四個(gè)有效增益長度為
3、0.8米、1.2米、1.6米、2.0米進(jìn)行測量;在相同的衰減系數(shù)下,分別測量和分析激光在四個(gè)有效增益長度的水槽中受激布里淵散射和受激拉曼散射能量信號(hào);在相同的有效增益長度下,分別對(duì)不同衰減系數(shù)的水槽進(jìn)行測量和分析。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,由于脈寬壓縮效應(yīng),當(dāng)入射光能量足夠高并且有效增益長度相對(duì)較長時(shí),受激布里淵散射易獲得高能量而形成極高的峰值功率。一旦這種峰值功率超過受激拉曼散射或者二階受激布里淵散射閾值,受激布里淵散射就會(huì)作為一個(gè)新的激發(fā)源去激
4、發(fā)受激拉曼散射或者二階受激布里淵散射,從而消耗掉部分受激布里淵散射的能量,所以當(dāng)入射激光能量足夠高時(shí),水的衰減系數(shù)越小,SBS輸出能量越高,同時(shí)對(duì)受激拉曼散射放大效應(yīng)就越大;有效增益長度越長,受激布里淵散射發(fā)生的越充分,用于激發(fā)SRS的能量就越多,SBS輸出能量就越低。
同時(shí)本文從理論和實(shí)驗(yàn)上研究了水中的鹽度與受激布里淵散射閾值的關(guān)系。結(jié)果表明,隨著入射光能量增加到一定值時(shí),窄帶模式下的衰減系數(shù)曲線開始與寬帶下的衰減系數(shù)曲線分
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